Ammoniak- und Nitrat-ionenselektive Sensoren

Ionenselektive Elektroden (ISEs) messen gelöstes Ammoniak oder Nitrat, indem sie eine Spannung erzeugen, die proportional zur Ionenaktivität über eine selektive Membran ist. Dies ermöglicht eine kontinuierliche, reagenzfreie Überwachung anstelle täglicher Labortests. Sensoren für den gesamten Ammoniakstickstoff (TAN) verwenden typischerweise eine gasdurchlässige Membran und eine pH-Verschiebungschemie im Inneren der Sonde, während Nitrat-ISEs auf einer für NO3- selektiven Polymermembran basieren. In der Aquakultur liegt der Wert in der frühzeitigen Erkennung von Filterversagen: TAN-Werte über etwa 0,5-1,0 mg/L signalisieren, dass die Nitrifikation der Fütterung hinterherhinkt, und ein Nitratanstieg über 50-100 mg/L in RAS deutet auf die Notwendigkeit eines Wasseraustauschs oder einer Denitrifikation hin. Die betrieblichen Einschränkungen sind erheblich: ISEs driften mit Temperatur und Ionenstärke, benötigen häufige Kalibrierung in Standards nahe dem erwarteten Bereich, und Ammoniaksensoren reagieren nur auf NH3, daher ist die pH-Kompensation der Sonde für die Umrechnung in TAN entscheidend. Interferenzen durch Kalium (für Nitratsonden) und Tenside müssen überprüft werden. Im Vergleich zu kolorimetrischen Labormethoden liefert eine gut gewartete ISE alle paar Minuten Trenddaten, was genau das ist, was automatisierte Fütterungs- und Alarmsysteme benötigen; eine schlecht gewartete liefert zuverlässig falsche Zahlen, daher entscheidet die Kalibrierdisziplin über ihren Wert.